01 Σύνθετη συγκόλληση με τόξο λέιζερ παχιών πλακών
Η συγκόλληση με παχιά πλάκα (πάχος μεγαλύτερο από ή ίσο με 20 mm) στην αεροδιαστημική, τα θαλάσσια πλοία, τις σιδηροδρομικές μεταφορές και άλλους σημαντικούς τομείς της κατασκευής μεγάλου εξοπλισμού παίζει βασικό ρόλο. Αυτά τα εξαρτήματα συνήθως χαρακτηρίζονται από μεγάλο πάχος, πολύπλοκες μορφές αρμών και περιβάλλοντα εξυπηρέτησης. Η ποιότητα της συγκόλλησης έχει άμεσο αντίκτυπο στην απόδοση και τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού. Οι παραδοσιακές μέθοδοι συγκόλλησης με θωράκιση αερίου έχουν προκλήσεις όπως χαμηλή απόδοση συγκόλλησης, υψηλή κατανάλωση ενέργειας και υψηλές υπολειμματικές τάσεις λόγω αργών ταχυτήτων συγκόλλησης και σοβαρών προβλημάτων πιτσιλίσματος, γεγονός που καθιστά δύσκολη την κάλυψη των ολοένα αυξανόμενων απαιτήσεων κατασκευής. Ωστόσο, η τεχνολογία σύνθετης συγκόλλησης με τόξο λέιζερ διαφέρει από την παραδοσιακή τεχνολογία συγκόλλησης στο ότι ενσωματώνει με επιτυχία τα πλεονεκτήματα της συγκόλλησης με λέιζερ και της συγκόλλησης τόξου και χαρακτηρίζεται από μεγάλο βάθος σύντηξης, γρήγορη ταχύτητα συγκόλλησης, υψηλή απόδοση και καλύτερη ποιότητα συγκόλλησης. όπως φαίνεται στο σχήμα 1. Επομένως, αυτή η τεχνολογία έχει προσελκύσει ευρεία προσοχή και έχει αρχίσει να εφαρμόζεται σε ορισμένους βασικούς τομείς.
02 Έρευνα σύνθετης συγκόλλησης με τόξο λέιζερ παχιάς πλάκας
Το Νορβηγικό Ινστιτούτο Βιομηχανικής Τεχνολογίας και το Σουηδικό Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας Lule για μικροκραματοποιημένο χάλυβα υψηλής αντοχής χαμηλής κραματοποίησης πάχους 45 mm, η μελέτη της περίπτωσης 15 kW ομοιομορφίας οργάνωσης σύνθετων συγκολλημένων αρμών. Το Πανεπιστήμιο της Οσάκα και το Αιγυπτιακό Κεντρικό Ινστιτούτο Μεταλλουργίας χρησιμοποιώντας λέιζερ ινών 20 kW, για τη διεξαγωγή έρευνας διαδικασίας συγκόλλησης σύνθετου τόξου - λέιζερ μονής διέλευσης παχιάς πλάκας (25 mm), χρησιμοποιώντας το κάτω μέρος της κάτω επένδυσης για την επίλυση του προβλήματος του κάτω εξογκώματος. Η εταιρεία Denmark Force Technology χρησιμοποίησε δύο λέιζερ δίσκων 16 kW σε σειρά για τη διεξαγωγή της έρευνας διεργασιών σύνθετης συγκόλλησης 32 kW πάχους 40 mm, υποδεικνύοντας ότι η συγκόλληση με τόξο λέιζερ υψηλής ισχύος αναμένεται να χρησιμοποιηθεί σε υπεράκτια συγκόλληση πύργων αιολικής ενέργειας. που φαίνεται στο σχήμα 2. Η συγκόλληση εκτάσεων στην πρώτη που κατέκτησε την τεχνολογία πυρήνα συγκόλλησης σύνθετης πηγής θερμότητας συμπαγούς λέιζερ - συντηγμένου ηλεκτροδίου με τόξο συντηγμένου ηλεκτροδίου και τεχνολογία ενσωμάτωσης εξοπλισμού, το πρώτο επιτυχημένο συμπαγές λέιζερ υψηλής ισχύος - σύνθετη συγκόλληση με τόξο συντηγμένου ηλεκτροδίου διπλού καλωδίου τεχνολογία και εξοπλισμός για τη βιομηχανία κατασκευής εξοπλισμού υψηλής τεχνολογίας της Κίνας.
Σύμφωνα με τη συγκόλληση με λέιζερ παχιά πλάκα - σύνθετη συγκόλληση τόξου στο εσωτερικό και στο εξωτερικό μπορεί να φανεί η ερευνητική κατάσταση, η μέθοδος συγκόλλησης σύνθετου τόξου με λέιζερ και ο συνδυασμός λοξοτομής στενού διακένου μπορεί να πραγματοποιήσει τη συγκόλληση παχιάς πλάκας. Όταν η ισχύς του λέιζερ αυξάνεται σε περισσότερα από 10,000 watt, υπό την ακτινοβολία λέιζερ υψηλής ενέργειας, τη συμπεριφορά εξάτμισης του υλικού, τη διαδικασία αλληλεπίδρασης μεταξύ του λέιζερ και του πλάσματος, τη σταθερή κατάσταση της λιωμένης λίμνης η ροή, ο μηχανισμός μεταφοράς θερμότητας και η μεταλλουργική συμπεριφορά της ραφής συγκόλλησης θα υποστούν διαφορετικούς βαθμούς αλλαγής. Με την αύξηση της ισχύος σε περισσότερα από 10,000 watt, η αύξηση της πυκνότητας ισχύος θα αυξήσει τον βαθμό εξάτμισης στην περιοχή κοντά στη μικρή οπή, φέρνοντας τη δύναμη ανάκρουσης που επηρεάζει άμεσα τη μικρή οπή και τη σταθερότητα της Η ροή της λιμνής λίμνης, επιφέροντας έτσι μια αλλαγή στη διαδικασία συγκόλλησης, η εφαρμογή του λέιζερ και η σύνθετη διαδικασία συγκόλλησης έχει μη αμελητέο αντίκτυπο. Αυτά τα χαρακτηριστικά του φαινομένου της διαδικασίας συγκόλλησης σε κάποιο βαθμό αντικατοπτρίζουν άμεσα ή έμμεσα τη σταθερότητα της διαδικασίας συγκόλλησης και μπορούν ακόμη και να καθορίσουν την ποιότητα της συγκόλλησης. Το φαινόμενο σύζευξης των δύο πηγών θερμότητας, του λέιζερ και του τόξου, μπορεί να κάνει τις δύο πηγές θερμότητας να δώσουν πλήρη λειτουργία στα δικά τους χαρακτηριστικά, για να αποκτήσουν καλύτερα από μια συγκόλληση με λέιζερ και συγκόλληση με τόξο. Κάντε τη μέθοδο συγκόλλησης και τη μέθοδο συγκόλλησης αυτο-τήξης με λέιζερ σε σύγκριση με την προσαρμοστικότητα διάκενου και το συγκολλήσιμο πάχος και άλλα πλεονεκτήματα, σε σύγκριση με τη μέθοδο συγκόλλησης με σύρμα πλήρωσης λέιζερ στενού διακένου για παχιά πλάκα έχει υψηλή απόδοση τήξης σύρματος και καλό αποτέλεσμα σύντηξης λοξοτομής και άλλα πλεονεκτήματα . Επιπλέον, η έλξη του λέιζερ στο τόξο ενισχύει τη σταθερότητα του τόξου, καθιστώντας την υβριδική συγκόλληση τόξου λέιζερ ταχύτερη από την παραδοσιακή συγκόλληση τόξου και τη συγκόλληση με σύρμα πλήρωσης με λέιζερ, με σχετικά υψηλή απόδοση συγκόλλησης.
Υβριδική συγκόλληση τόξου λέιζερ
03 Εφαρμογές υβριδικής συγκόλλησης με τόξο λέιζερ υψηλής ισχύος
Η τεχνολογία σύνθετης συγκόλλησης με τόξο λέιζερ υψηλής ισχύος έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών στη ναυτιλιακή βιομηχανία. Το ναυπηγείο της Γερμανίας Meyer θα δημιουργήσει γραμμή παραγωγής σύνθετης συγκόλλησης λέιζερ - τόξου CO2 12 kW, για τη συγκόλληση της επίπεδης πλάκας και τη συγκόλληση ενισχυτικής ράβδου, για την επίτευξη σχηματισμού φιλέτου μήκους 20 μέτρων, ο βαθμός παραμόρφωσης μειώνεται κατά 2/3. Η GE ανέπτυξε σύστημα σύνθετης συγκόλλησης λέιζερ - τόξου ινών, μέγιστης ισχύος εξόδου 20 kW, συγκολλώντας τα αμερικανικά αεροπλανοφόρα Sara toga, εξοικονομώντας 800 τόνους μετάλλου συγκόλλησης, μειώνοντας το 80% των ανθρωποωρών. Το 80% του χρόνου εργασίας, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. Το CSBC 725 υιοθετεί σύστημα συγκόλλησης σύνθετου τόξου-λέιζερ υψηλής ισχύος λέιζερ ινών 20 kW, το οποίο μπορεί να μειώσει την παραμόρφωση συγκόλλησης κατά 60% και να αυξήσει την απόδοση συγκόλλησης κατά 300%. Το Shanghai Waigaoqiao Shipyard υιοθετεί σύστημα συγκόλλησης λέιζερ υψηλής ισχύος λέιζερ - τόξου ινών 16 kW, η γραμμή παραγωγής υιοθετεί τη νέα τεχνολογία διαδικασίας συγκόλλησης με λέιζερ + συγκόλληση MAG, για την επίτευξη της συγκόλλησης πλάκας χάλυβα πάχους 4-25mm μονής όψης μονής διέλευσης συγκόλλησης χύτευση διπλής όψης. Η τεχνολογία σύνθετης συγκόλλησης λέιζερ - τόξου υψηλής ισχύος σε θωρακισμένα οχήματα έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, τα χαρακτηριστικά συγκόλλησης της: μεγάλο πάχος συγκόλλησης σύνθετων μεταλλικών κατασκευών, χαμηλότερο κόστος, κατασκευή υψηλής απόδοσης.
Η τεχνολογία σύνθετης συγκόλλησης τόξου λέιζερ υψηλής ισχύος εφαρμόστηκε αρχικά σε αρκετούς βιομηχανικούς τομείς και θα γίνει σημαντικό μέσο για την αποτελεσματική κατασκευή μεγάλων κατασκευών με μεσαίο και μεγάλο πάχος τοιχώματος. Επί του παρόντος, υπάρχει έλλειψη έρευνας για τον μηχανισμό της υψηλής ισχύος σύνθετης συγκόλλησης τόξου λέιζερ, ο οποίος πρέπει να ενισχυθεί περαιτέρω, όπως η αλληλεπίδραση μεταξύ του φωτοτροπικού πλάσματος και του τόξου και η αλληλεπίδραση μεταξύ του τόξου και της λιωμένης δεξαμενής . Η διαδικασία σύνθετης συγκόλλησης λέιζερ - τόξου υψηλής ισχύος εξακολουθεί να υπάρχει σε πολλά ανεπίλυτα ζητήματα, όπως το στενό παράθυρο διεργασίας, η οργάνωση συγκόλλησης και οι μηχανικές ιδιότητες της ανομοιομορφίας, ο ποιοτικός έλεγχος συγκόλλησης είναι πιο περίπλοκος. Με τη σταδιακή αύξηση της ισχύος εξόδου λέιζερ βιομηχανικής ποιότητας, η τεχνολογία σύνθετης συγκόλλησης λέιζερ - τόξου υψηλής ισχύος θα αναπτυχθεί γρήγορα, μια ποικιλία νέων τεχνολογιών σύνθετης συγκόλλησης λέιζερ θα συνεχίσει να εμφανίζεται. Ο εντοπισμός, μεγάλης κλίμακας, έξυπνος θα είναι η μελλοντική ανάπτυξη του εξοπλισμού συγκόλλησης λέιζερ υψηλής ισχύος είναι μια σημαντική τάση.
